La Luna ha bisogno del proprio fuso orario

Con una nuova era di esplorazione della Luna in corso e dozzine di missioni pianificate nel prossimo decennio, la necessità di un’ora standard di riferimento lunare comune è diventata urgente. Poiché numerose missioni opereranno su e intorno alla Luna, dovranno comunicare tra loro e fissare le loro posizioni indipendentemente dalla Terra, richiedendo un sistema temporale lunare separato.

In precedenza, la NASA aveva proposto l’architettura LunaNet che comprende nuove e più robuste capacità di comunicazione, navigazione e networking in previsione dell’imminente programma Artemis, che vedrà gli astronauti americani tornare sul nostro satellite dopo più di cinque decenni, compreso l’atterraggio della prima donna e della prima persona di colore.

Ma ora l’Agenzia spaziale europea (ESA) ha aperto un bando per l’adesione di aziende private a un programma chiamato “Moonlight”, che prevede il lancio di una flotta di satelliti in orbita lunare la cui missione principale sarà quella di fornire una copertura costante di telecomunicazioni e navigazione sulla superficie lunare e di ritorno sulla Terra.

“LunaNet è un quadro di standard, protocolli e requisiti di interfaccia reciprocamente concordati che consentono alle future missioni di lavorare insieme, concettualmente simile a quello che abbiamo fatto sulla Terra per l’uso congiunto di GPS e Galileo”, ha spiegato Javier Ventura-Traveset, Moonlight Navigation dell’ESA Manager che coordina i contributi dell’ESA a LunaNet. “Ora, nel contesto lunare, abbiamo l’opportunità di concordare il nostro approccio all’interoperabilità fin dall’inizio, prima che i sistemi vengano effettivamente implementati”.

In un recente incontro presso il centro tecnologico ESTEC dell’Agenzia spaziale europea nei Paesi Bassi, la discussione su un riferimento lunare comune è stata al centro dell’attenzione. L’ingegnere del sistema di navigazione dell’ESA Pietro Giordano ha sottolineato l’importanza di definire un tempo di riferimento lunare accettato a livello internazionale a cui tutti i sistemi e gli utenti possano fare riferimento, e uno sforzo internazionale congiunto è stato avviato per raggiungere questo obiettivo.

Attualmente, ogni nuova missione opera su una propria scala temporale che fa riferimento a un determinato fuso orario sulla Terra, con antenne nello spazio profondo utilizzate per mantenere i cronometri a bordo sincronizzati con l’ora terrestre. Tuttavia, questo metodo non sarà sostenibile nel prossimo ambiente lunare molto occupato. Solo nel prossimo decennio dovrebbero essere lanciate circa 250 missioni sul nostro satellite, secondo gli analisti di mercato della Northern Sky Research.

La NASA e l’Agenzia spaziale europea (ESA) stanno collaborando a un progetto rivoluzionario per costruire un avamposto in orbita lunare chiamato Gateway. Il Gateway sarà una stazione orbitale che fungerà da punto di sosta per le missioni sia robotiche che con equipaggio per esplorare il polo sud lunare. Questa partnership aprirà la strada a Moonlight, una nuova era nell’esplorazione lunare.

L’ESA ha inoltre avviato il progetto Lunar Pathfinder, che fornirà i primi servizi di comunicazione alle prime missioni lunari. Questo progetto contribuirà a preparare la fase successiva di Moonlight che consentirà lo streaming live di video di alta qualità e aumenterà il volume e la velocità del trasferimento dei dati per una migliore analisi scientifica.

Il progetto Lunar Pathfinder include un dimostratore di carico utile di navigazione, che consentirà per la prima volta il posizionamento in orbita lunare utilizzando i sistemi GPS e Galileo (GPS europeo). Il lancio del dimostratore di carico utile è previsto a partire dal 2025 e fornirà informazioni cruciali per i futuri sforzi scientifici del Gateway e fungerà da precursore dell’iniziativa Moonlight.

L’European Large Logistics Lander dell’ESA, Argonaut, è stato progettato per rifornire il villaggio lunare proposto o fornire missioni scientifiche sulla superficie. Questo lander sarà inoltre dotato della costellazione Moonlight per le telecomunicazioni e la navigazione. L’elevata precisione e la navigazione autonoma dei rover dotati di ricevitori Moonlight miglioreranno le opportunità di missione e ridurranno i rischi e i costi associati.

Questo è solo per citare alcune importanti missioni già programmate. Poiché queste missioni si svolgeranno contemporaneamente sul nostro satellite o intorno, spesso interagiranno anche tra loro, trasmettendo potenzialmente comunicazioni, eseguendo osservazioni congiunte o effettuando operazioni di rendez-vous. Una navigazione accurata richiede un rigoroso cronometraggio e un tempo di riferimento lunare comune è fondamentale per raggiungere questo obiettivo.

Tra gli argomenti attualmente in discussione prevale la decisione se affidare ad una singola organizzazione la responsabilità dell’impostazione e del mantenimento dell’ora lunare e se questo fuso orario debba essere impostato su base indipendente o mantenuta sincronizzata con la Terra.

Le sfide però non sono banali. Ad esempio, a causa della minore gravità, sulla Luna gli orologi funzionano più velocemente dei loro equivalenti terrestri, guadagnando circa 56 microsecondi o milionesimi di secondo al giorno. La loro velocità esatta dipende dalla loro posizione, e procedono a velocità diversa sulla superficie lunare rispetto all’orbita. Un solo giorno lunare equivale, in termini terrestri, a 29,5 giorni.

Tuttavia le agenzie spaziali hanno dichiarato di voler superare al più presto queste sfide per entrare in una nuova era di esplorazione lunare.